공간 데이터베이스 아웃소싱을 위한 비트맵 암호화 기반 질의 결과 무결성 검증기법 = A Query Result Integrity Auditing Method based on Bitmap Encryption for Spatial Database Outsourcing

국문 초록 (Abstract)

최근 클라우드 컴퓨팅이 발전함에 따라, 이를 활용한 데이터베이스 아웃소싱(Outsourcing)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존 데이터 암호화 기법은 데이터 분포를 고려하지 못해 원본 데이터가 유추 가능한 문제점을 지니며, 질의 결과 무결성 검증 기법은 질의 결과에 포함되는 검증 데이터의 크기가 증가하는 오버헤드를 지닌다. 따라서 본 논문에서는 아웃소싱 된 데이터 보호를 위한 비트맵 암호화 인덱스 기반 질의 결과 무결성 검증 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 공격자의 원본 데이터 유추 방지를 위해 데이터 분포를 기반으로 앵커 영역을 선정한다. 아울러, 앵커 영역 별 시그니처 인덱스를 생성하고, 질의 결과 시그니처와 비교함으로써 질의 결과 무결성을 제공한다. 성능 평가를 통해, 제안하는 기법이 기존 기법에 비해 공격자로의 원본 데이터베이스 노출 확률을 감소시키면서, 빠른 질의 처리를 수행함과 동시에 무결성 검증을 위한 검증 오버헤드를 감소시키는 것을 검증한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Due to the advancement in cloud computing technology, research on the outsourced databases has been spotlighted. Consequently, it is becoming more important to guarantee the correctness and completeness for query results. Existing query processing schemes for outsourced databases suffer from an original data leakage problem because they do not consider data distribution when encrypting original data. On the other hand, previous researches on query result integrity suffer from the overhead of verification object transmission. To resolve these problems, we propose a bitmap based data encryption index and a query result integrity auditing method. We propose an anchor selection algorithm using split and merge policies based on data distribution to preserve the privacy of users. Our query result integrity auditing method generates a signature index for each anchor and performs integrity checks by comparing the signature with query results. Through performance evaluation, we show that our method outperforms the existing method in terms of query processing time and verification overhead.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 관련연구
• 3. 제안하는 기법
• 4. 성능평가
• 5. 결론 및 향후 연구
• References

참고문헌 (Reference)

1 홍도원, "아웃소싱 데이터의 프라이버시 보호 단편화와 암호화 기법" 한국정보과학회 39 (39): 411-419, 2012

2 윤민, "데이터베이스 아웃소싱을 위한 위치 데이터 보호를 지원하는 공간 좌표 변환 기법" 한국정보과학회 39 (39): 353-365, 2012

3 D. Sacharidis, "k-Anonymity in the Presence of External Databases" 2010

4 B. Hore, "Secure multidimensional range queries over outsourced data" 21 (21): 333-358, 2012

5 D. Liu, "Query encrypted databases practically" 2012

6 M. L. Yiu, "Outsourcing of Private Spatial Data for Search Services" 2009

7 S. Balpande, "Data integrity and confidentiality in outsourced database" (10) : 2012

8 J. Wang, "Bucket‐based authentication for outsourced databases" 22 (22): 1160-1180, 2010

9 M. Narasimha, "Authentication of b outsourced databases using signature aggregation and chaining" 2006

10 P. Devanbu, "Authentic data publication over the internet" 11 (11): 291-314, 2003

11 E. Mykletun, "Authentiacation and integrity in outsourced databases" 2 (2): 2006

12 Y. Yang, "Authentcated Join Processing in Outsourced Databases" 2009

13 V. Datta, "A certified digital signature" 1989

14 R. Rivest, "A Method for Obtaining Digital Signatures and Public-Key Cryptosystems" 21 (21): 120-126, 1978

15 M. Yoon, "A Grid Index based Bitmap Encryption Scheme for Database Outsourcing" 39 (39): 1-3, 2012